JP3036848B2 - 腸ラクターゼの評価を意図した組成物および溶液の製造におけるβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの使用および製造法 - Google Patents
腸ラクターゼの評価を意図した組成物および溶液の製造におけるβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの使用および製造法Info
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Description
である、腸ラクターゼの欠失または低活性は、ヒト成人
で一般的な症候群であるが、先天的代謝疾患と見なされ
ることは希である。哺乳類の大部分において、ラクター
ゼ活性の急激な減少は、離乳時から起こる。長期間の乳
または乳製品の実質的消費に依存している先祖を有する
ヒトにおいて、この減少はあまり頻繁ではない。一方、
腸ラクターゼの欠失または低活性は、授乳されている乳
児においてかなり頻繁である。
いて重要であり、直接的に粘膜サンプルから、または間
接的に、個体に一定量投与した後の血液のグルコースレ
ベルからまたは呼気水素から行い得る。
別にして、特別な装置および続く分析に提供すべきサン
プルの摘出技術についての特別の人材が必要であるた
め、複雑で高価な方法から成るという欠点がある。
するグルコースおよび移動する内因性グルコースの存在
により複雑で、間違いの疑いがある血液を分析する前
に、特別の人材による採血を必要とする血液を含むとい
う利点を有する。
和性に基づいてある特定ジサッカライドが、ラクターゼ
の基質として働くことが可能で、酵素の作用により、特
異的モノサッカライドに変換し、それが腸で容易に吸収
され、尿中に排出されるという事実に基づく。
482073は、3−0−メチル−ラクトースの経口投与およ
び尿中の3−O−メチル−D−グルコースの測定の手段
による“インビボ”評価に基づく。しかしながら、本方
法は、尿中の3−O−メチル−D−グルコースの分析に
クロマトグラフィー方法の使用を必要とし、これは複雑
で高価な設備および分析装置を伴う。
ゼ活性の評価のための式(I) で示される4−O−β−ガラクトピラノシル−D−キシ
ロースの製造を記載している。該ジサッカライドを経口
で投与し、それは腸ラクターゼの基質として働き、腸管
でキシロースとガラクトースに分解され、キシロースの
吸収および尿中への排出は、単純色素測定法で直接評価
し得る。スペイン特許ES−P−9001680のジサッカライ
ドは、ラクトースと非常に類似の構造を有するにもかか
わらず、ラクターゼへの増加された親和性を示すという
欠点がある。これは、消化4−O−β−ガラクトピラノ
シル−D−キシロースの一部分のみが、ラクターゼの酵
素活性により分解され、従って、キシロースおよびガラ
クトースの非分解部分が糞便として排泄されることを含
む。これは、分析尿中のキシロースの低いまたは全く存
在さえしないこともあるという比較的重大な誤差範囲を
伴い、そのラクターゼへの親和性の欠如のために、ラク
ターゼ活性の欠失または全くないことおよびジサッカラ
イドの加水分解の欠失の両方に由来し得る。該誤差範囲
を除くために、個体がかなりの量のジサッカライドを消
化することが必要であり、それは、次に個体に下痢のよ
うに腸の問題および対応する不快感を引き起こし得る。
ラクトピラノシル−D−キシロースの合成法を記載し、
それは基本的にベンジル−β−キシロピラノシドからの
合成を含み、続いて、選択的保護反応、糖付加および脱
保護を含む連続操作を含む。多くの反応段階、糖付加に
おける銀トリフラートのような高価な反応試薬の使用お
よび中間体および最終生産物の精製におけるクロマトグ
ラフィーカラムの使用が、値段を上げ、産業規模での該
方法の実施を困難にする。
o−and β−Gluco−Pyranosil disaccharides by “Spo
robolomyces Singularis"",Can.J.Chem.,42(1964)230
7−2319は、多くのジサッカライドの合成を記載し、そ
の中で、2−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キ
シロースおよび3−O−β−D−ガラクトピラノシル−
D−キシロースが純粋に実験的方法の手段で記載されて
いる。この刊行物において、結論は、生産物は、主に、
一次ヒドロキシル基よりむしろ二次ヒドロキシル基の置
換に由来する、種々の受容体を使用したガラクトシルの
転移に由来し、受容体との反応に必要な最小構造は、置
換ヒドロキシル基に隣接したヒドロキシル基であるよう
に思えるということに到達する。しかしながら、この刊
行物において、別の合成ジサッカライドの使用は記載さ
れていないい。
的は、血を使用せず、信頼できる腸ラクターゼの評価に
使用するための組成物および溶液の製造における、β−
D−ガラクトピラノシル−D−キシロース、特に、一般
式(II) の2−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロー
スおよび一般式(III) の3−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロー
スの使用である。
イドの既知の方法と比べて単純な方法での、その使用法
を本明細書で請求しているβ−D−ガラクトピラノシル
−D−キシロースおよび他のβ−D−ガラクトピラノシ
ル−D−キシロースの製造を可能にする方法である。
ル−D−キシロース、すなわち、2−O−β−D−ガラ
クトピラノシル−D−キシロースおよび3−O−β−D
−ガラクトピラノシル−D−キシロースは、このタイプ
の評価において慣用的に使用されるジサッカライドと比
べて、実質的に増加したラクターゼへの親和性を示し、
両方の化合物が、4−O−β−ガラクトピラノシル−D
−キシロースのような以前に使用されていた化合物より
構造的にラクトースに似ておらず、分子内で配糖体的結
合にそれぞれ隣接したヒドロキシル基を有することによ
り構造的に異なっているという観点から非常に驚くべき
ことである。
または組み合わせて、または式(I)の慣用のジサッカ
ライドの一定量および/または低用量のラクトースと組
み合わせてさえ、それ自体既知の組成物および溶液に含
まれ得る。このような組成物および溶液は、それ自体慣
用のその成分の薬学的に許容される量で、安定化剤、保
護剤、調味料、ラクトース、ゲル化剤、流動化剤および
防腐剤からなる群から選択される、少なくとも一つの添
加剤を含み得る。
の混合物を使用する場合でさえ、排泄尿に存在するキシ
ロースによる腸ラクターゼ活性の評価は、ジサッカライ
ド(I)のみを投与した場合に可能性のある評価と比較
して実質的に改善されており、本発明により付与される
驚くべき効果を明らかに証明する。
キシロースの製造の可能性を含み、これは、先に示した
ジサッカライドI、IIおよびIIIを含み、以下の段階を
含む:以下の反応の図説に従って、D−キシロースおよ
びβ−D−ガラクトピラノシド基質をβ−ガラクトシダ
ーゼ酵素の存在下で反応させる ここで、D−キシロースの濃度は、β−D−ガラクト
ピラノシドより2−20倍高く、pH5.0−9.0に緩衝化した
水性媒体中で、4−37℃の間の温度で行う;薄層クロマ
トグラフィーまたは活性炭素カラムでジサッカライドの
最大の形成に到達した時(通常、4−8時間後、100℃
に加熱してβ−ガラクトシダーゼを不活性化し、形成ジ
サッカライドを、水または水/アルコールで選択した溶
剤により充填カラムで濾過して単離し、このようにして
ジサッカライド(I)、(II)および(III)の混合物
を得、これらは3つのジサッカライドの混合物としてま
たはジサッカライド(II)または(III)の一つを単離
した後のジサッカライド(I)との混合物として、また
は個々に組成物または溶液に含まれ得る。
ラノシドはO−ニトロフェニル β−D−ガラクトピラ
ノシドであり、他の態様において、それはラクトースで
ある。
会社、SIGMA−ALDRICH QUiMICA,S.A.により販売され
る、Escherichia coliであり得る。
はジメチルスルフオキシドのような水と混合し得る共溶
媒の存在下で行い得る。
炭素と共に充填されたSephadex(登録商標)G−10また
はBiogel(登録商標)P2であり得る。
t al.,“The Synthes is of β−Garacto And β−Gluc
o−Pyranosyl disaccharides by Sporobolomyces Sigi
laris",Can.J.Chem.,42(1964)2307−2319に記載のよ
うな他の慣用法により得られ得る。
−キシロース(I)、(II)および(III)のインビボ
加水分解の、尿中に排出されたキシロースの割合として
のβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース
(I)、(II)および(III)のインビボ加水分解およ
びb)実施例に示すように、ラット成育中の腸ラクター
ゼ活性(nm/分/タンパク質mg)の評価を図示する。
に、図説する。実施例1:4−O−β−D−ガラクトピラ
ノシル−D−キシロース(ジサッカライドI)、2−O
−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース(ジサ
ッカライドII)および3−O−β−D−ガラクトピラノ
シル−D−キシロース(ジサッカライドIII)の混合物
の製造 緩衝液(0.05M KH2PO4、1mM MgCl2、5mMメルカプト
エタノール、265mL、pH7.0)中のo−ニトロフェニル
β−ガラクトピラノシド(4g、50mM)およびキシロース
(20g、500nM)の溶液に、に、SIGMAのE.coliのβ−ガ
ラクトシダーゼ(1.5mg、560U)を添加し、混合物を25
℃で5時間45分の間インキュベートした。この時間の
後、混合物を、10分、100℃で加熱し、濃縮して得られ
た残渣を、活性炭素のカラムに入れ、水−エタノール1:
0−−−→85:15の勾配を使用した。最初に、モノサッカ
ライドキシロースおよびガラクトースが、次いでジサッ
カライドI、IIおよびIIIの混合物が溶出し、ジサッカ
ライドの混合物2g(最初のo−ニトロフェニル β−ガ
ラクトピラノシドの等量に関して50%)が、I:II:IIIの
比8.6:1.4:1.0で得られる。
うち、幾つかを分離し、それぞれ1種ずつ純粋であり、
それらをNMRにより特徴付けるのに使用する。ジサッカ
ライドIのフラクションのVarian XL−300スペクトロメ
ーターで測定したH1−NMRスペクトル(300MHz、D2O)
は、以前に製造された生産物のものと同一であった。
のレジオケミストリー(regio−chemistry)の明白な特
徴付けおよび測定の目的のために、該化合物に富むフラ
クションを、半分取HPLC(通常層カラムSiO2、ヘキサン
−酢酸エチル1:1、屈折率)にりょり単離した。続い
て、得られた誘導体のそれぞれ一つづつのH1−MNRスペ
クトル(30MHZ、CDL3)を記録した: − 2−O−β−D−ガラクトピラノシル−o−D−キ
シロピラノースのアセチル化誘導体。
シロピラノースのアセチル化誘導体。
シロピラノースのアセチル化誘導体。
シロピラノースのアセチル化誘導体。
I、IIおよびIIIの比率を、フレームイオン化検出器お
よび毛細カラムSE−54を備えたクロマトグラフィー、ガ
スクロマトグラフィーにより測定した(固定相:5%ジフ
ェニルおよび95%ジメチルポリシロキサン、長さ15m、
内部直径0.15mmおよび厚さμm)。分析において、1mL/
分の窒素流を使用した。使用した温度設定は:最初の温
度160℃;最初の時間2分;温度を5℃/分で上昇;最
終温度:250℃であった。サンプルを、以下のプロトコー
ル:アリコート(10μl)を100℃で10分加熱し、その
後、内部対照β−キシロピラノシド(10mM)およびN−
トリメチルシリルイミダゾル(25μL)を含むピリジン
(25μL)を添加し、加熱を30分続けることによるトリ
エメチルシリル化の後分析した。異なるジサッカライド
を同定するピークの保持時間は、下記の通りである: − β−キシロピラノシドベンジル(内部対照):12.04
分 − ジサッカライドI:20.35および20.50分 − ジサッカライドII:18.46および19.50分 − ジサッカライドIII:18.30分 実施例2:インビトロ加水分解の動態試験 ジサッカライドI、IIおよびIIIならびにラクトース
を、A.Rivera−Sagredo,F.J.Caada,O.Nieto,J.Jimn
z−BarberoおよびM.Martin−Lomas.,Eur.J.Biochem.,20
9(1992)415−422の方法に従って、ヒツジ腸ラクター
ゼで、pH6.0で行い、ミカエル定数(Km)および最大速
度(Vmax)について以下の結果を得た: ジサッカライド Km(mM) Vmax(%) ラクトース 11.0 100 ジサッカライドI 340.0 20 ジサッカライドII 14.0 20 ジサッカライドIII 4.0 70 ジサッカライドIIおよびIIIのミカエル定数が、ジサ
ッカライドIのより低く、ジサッカライドIIIのKmはラ
クトースのより更に低いことが見られ、これはジサッカ
ライドIIおよびIIIのラクターゼへの非常な親和性の証
拠となる。
口投与後の尿中へのキシロースの排泄 実施例1の方法で製造したジサッカライドI、IIおよ
びIII(比率、8.6:4.4:1.0)の混合物を使用し、腸ラク
ターゼの活性を評価した。このために、同じ飼育箱の17
匹の12日令のSpraque−Dawley授乳ラットを、6時間絶
食させ、母親と離した。この時間後、各動物の基底尿を
膀胱を腹から押して採集し、すぐに蒸留水0.3mL中の希
釈ジサッカライド混合物18.2mgをそれぞれに胃内針を使
用して投与した。このときから、尿を5時間採集し、そ
の中のキシロース排泄を、経口反応に基づいた色素分析
により測定し、基底尿を標的として使用した。尿の採集
直後、腸粘膜のラクターゼ活性を直接測定する3匹のラ
ットを殺した。このために、小腸の一部を乾燥させ、洗
浄し、粘膜をガラスにスクラップし、均質化し、均質生
産物のラクターゼ活性を分光光度的に測定した。残った
動物を母親に返し、実験を15、18、21、24および30日後
に同じ条件下で繰り返し、飼育箱を空にした。該実験で
得られた平均値を図に示し、それは、ラットの成育中の
ジサッカライドI、IIおよびIII混合物のインビボでの
加水分解および腸ラクターゼ活性を示す。これを達成す
るために、年令(日)に対する排泄キシロース(%)
[曲線a)]およびラクターゼ活性(nm/分/タンパク
質mg)[曲線b)]を示す。この実験の結果は:1)投与
されたジサッカライドの、腸ラクターゼの作用による加
水分解に由来する尿中キシロースの存在が、検出される
こと;および2)経口投与に由来する尿中のキシロース
の一連の排泄が個体の発育に従い減少する腸ラクターゼ
活性の既知の生理学的変化と平衡に動くことを示す。該
実験は、本方法が、腸ラクターゼ活性の“インビボ”評
価に有用であり、本方法は、血液を用いない方法で、診
断目的の、該活性の評価に使用され、特に該酵素の欠失
が疑われる授乳個体への適用性を有する。
leyラットを、代謝箱で30℃で4時間絶食させた。この
それぞれに、蒸留水0.5ml中のジサッカライドI18.2gを
投与した。尿を動物から、膀胱を腹から押すことにより
5時間採集した。この時間に尿中に排泄されたキシロー
スをスペクトル分析した。キシロースの排泄は、15日後
に21%であり、すなわち、生産物I、IIおよびIIIの混
合物の結果の半分以下であった。
て、ジサッカライドIIおよびIIIの“インビボ”親和性
は、この3つのサッカライドを、ジサッカライドIが最
も多い混合物で投与した時、ジサッカライドIの最も低
い親和性を補う程高いことが明白である。
Claims (12)
- 【請求項1】2−O−β−D−ガラクトピラノシル−D
−キシロースおよび3−O−β−D−ガラクトピラノシ
ル−D−キシロースの少なくとも1つを4−O−β−D
−ガラクトピラノシル−D−キシロースと共に含む組成
物または溶液であって、腸ラクターゼを評価するための
当該組成物または溶液の製造におけるβ−D−ガラクト
ピラノシル−D−キシロース類の使用。 - 【請求項2】当該組成物が、薬学的に許容される量の、
安定化剤、保護剤、調味料、ラクトース、ゲル化剤、流
動化剤および防腐剤からなる群から選択される、少なく
とも1つの添加剤を含む、請求項1記載の使用。 - 【請求項3】当該溶液が、薬学的に許容される溶剤に溶
解されたβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース
類を含む、請求項1記載の使用。 - 【請求項4】当該溶液が水溶液である、請求項3記載の
使用。 - 【請求項5】当該溶液が食塩水溶液である、請求項4記
載の使用。 - 【請求項6】当該溶液が、さらに薬学的に許容される量
の、安定化剤、保護剤、調味料、ラクトースおよび防腐
剤からなる群から選択される、少なくとも1つの添加剤
を含む、請求項3、4または5のいずれかに記載の使
用。 - 【請求項7】2−O−β−D−ガラクトピラノシル−D
−キシロースおよび3−O−β−D−ガラクトピラノシ
ル−D−キシロースの少なくとも1つと4−O−β−D
−ガラクトピラノシル−D−キシロースの混合物を含む
製剤であって、個々のヒトの腸ラクターゼを評価するた
めの製剤。 - 【請求項8】当該混合物が、さらに薬学的に許容される
量の、安定化剤、保護剤、調味料、ラクトース、ゲル化
剤、流動化剤および防腐剤からなる群から選択される、
少なくとも1つの添加剤を含む、請求項7記載の製剤。 - 【請求項9】当該混合物が、薬学的に許容される溶剤の
溶液となっている、請求項7記載の製剤。 - 【請求項10】当該溶液が水溶液である、請求項9記載
の製剤。 - 【請求項11】当該溶液が食塩水溶液である、請求項10
記載の製剤。 - 【請求項12】当該溶液が、さらに薬学的に許容される
量の、安定化剤、保護剤、調味料、ラクトースおよび防
腐剤からなる群から選択される、少なくとも1つの添加
剤を含む、請求項9、10または11のいずれかに記載の製
剤。
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